不同消解法测定土壤中铍的比较研究

黄慧敏，胡 芳，禹 颖,侯玉兰

(长沙市环境监测中心站，湖南 长沙 410001)



不同消解法测定土壤中铍的比较研究

黄慧敏，胡 芳，禹 颖,侯玉兰

(长沙市环境监测中心站，湖南 长沙 410001)

采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸四酸消解法和王水水浴消解法消解土壤中的铍，并且采用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行分析。结果表明，两种消解方法对标准样品的测定都具有较高的准确性和精密性。王水水浴消解法使用化学试剂少，操作简便，省去了使用剧毒、剧腐蚀性的试剂，对土壤中铍的测定具有重要的应用价值。

铍；电热板消解法；王水水浴法；比较；土壤

土壤是经济社会可持续发展的物质基础，关系人民群众身体健康，保护好土壤环境是推进生态文明建设和维护国家生态安全的重要内容。铍及其化合物是危害人体的毒物，接触铍及其化合物会伤害人体皮肤，引起皮炎、溃疡等各种皮肤疾病[1]。因此，对土壤中铍的测定具有十分重要的意义。土壤中铍的含量很低，并且基体比较复杂，而准确测定铍的含量，消解是一个十分重要的环节。常见的土壤消解方法有微波消解法，电热板消解法，电熔融、干式灰化法和王水水浴法等[2-3]。电热板消解法具有可大批量处理样品的优点，在目前的土壤消解中得到广泛的应用。而王水水浴法具有用酸量少、消解温度低、消解时间短、操作简便等优点[4]。常见的土壤消解体系有硝酸-高氯酸，盐酸-硝酸，盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸，盐酸-硝酸-氢氟酸等[5-6]。本文采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸混合酸在电热板上进行消解，盐酸-硝酸混合酸在水浴中加热消解，用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定两种消解液中的铍含量，并对其进行比较，为土壤中铍的含量测定提供一定的参考。

1 实验部分

1.1 主要仪器及工作条件

ICP-6300 电感耦合等离子体光谱仪(美国赛默飞世尔有限公司)；石墨电热板；电热恒温水浴锅。

表1 ICP 6300光谱仪工作条件

1.2 主要实验试剂

GBW07401(GSS-1)、GBW07406(GSS-6) 土壤成分分析国家标准物质；盐酸(优级纯)；硝酸(优级纯)；氢氟酸(优级纯)；高氯酸(优级纯)；高纯去离子水；高纯氩气(纯度≥99.999%)。

1.3 样品前处理

电热板消解法：准确称取0.5000 g土壤标准物质于聚四氟乙烯烧杯中，用少量纯水润湿，加入10 mL盐酸，10 mL硝酸，5 mL氢氟酸，3 mL高氯酸，摇匀，浸泡过夜。然后在石墨电热板上于230 ℃加热消解，至溶液呈透明澄清状，取盖，继续加热至高氯酸完全挥发，取下，冷却，然后加入1 mL硝酸，用少量水冲洗烧杯内壁，在电热板上加热溶解残渣，取下冷却，定容至50 mL，待测，同时做试剂空白。

王水水浴法：准确称取0.5000 g土壤标准物质于50 mL具塞比色管中，用少量纯水润湿，加入10 mL王水(盐酸∶硝酸=3∶1)，在恒温水浴锅中沸水浴消解3 h，取出冷却至室温，用纯水定容至刻度线，摇匀，同时做试剂空白。

1.4 样品的测定

待等离子体稳定后，由低到高依次分析标准溶液，确认工作曲线后，将处理好的消解液，进行定量测定，并根据标准曲线计算其中的铍含量。

2 结果与讨论

2.1 分析谱线的选择

电感耦合等离子体原子发射光谱法分析谱线的选择要综合考虑元素的检出限、线性范围、光谱干扰以及共存离子的干扰等因素。本实验根据仪器提供的波长谱线，选择234.8 nm和313.0 nm的波长进行分析，实验结果发现，由于土壤的基体比较复杂，光谱干扰比较严重，且钒元素在313.0 nm处对铍的测定有明显干扰，因此综合考虑选择234.8 nm的波长进行分析。

2.2 两种消解方法的比较

电热板消解法：电热板消解法具有仪器设备简单，可大批量处理样品的优点，应用比较广泛；但同时在实验操作中要使用到具有强腐蚀性的氢氟酸和高氯酸，且实验采用敞口系统进行操作，会产生大量的有害气体[7]，危害操作人员的健康和周围环境，并且整个实验过程受操作者本身实验水平的影响。

王水水浴加热法：此方法简单易行，省时、省力、效率高[8]，用酸量小，消解时间短，避免使用剧毒、剧腐蚀性的酸，且基体干扰小。

2.3 两种消解方法的结果比较

对GSS-1和GSS-6两种土壤成分分析标准物质，采用电热板消解法和王水水浴消解法进行前处理，分析结果如表2所示。

表2 国家标准物质分析结果 (mg/kg)

两种消解方法对铍的消解效果都比较理想，结果都在标准值允许范围内。采用王水水浴消解结果的相对标准偏差低于电热板消解法，可见王水水浴消解的精密度较高，考虑到电热板消解法是敞开系统，分析结果易受周围环境的影响。

2.4 两种消解方法的回收率比较

采用两种消解方法对GSS-1和GSS-6两种土壤标样以及实际土壤样品中的铍进行加标回收实验，结果分析见表3、表4、表5。

表3 GSS-1加标回收实验

表4 GSS-6加标回收实验

表5 实际土壤样品加标回收结果

两种消解方法得到的加标回收率都比较高，达到85%～95%，说明电热板四酸消解法和王水水浴加热法均能取得较好的准确性。

3 讨论

电热板消解法和王水水浴消解法均能使土壤中的铍很好地溶出。而王水水浴消解，具有灵敏度高，精密度、准确性好的优点，省去了使用剧毒剧腐蚀性酸的步骤，因此，对土壤中铍的分析具有重大的应用价值，值得推广。

[1]孙文舜，董旭辉.铍的土壤背景值研究[J].环境科学研究，1991,4(6)：13-17.

[2]刘峰，秦樊鑫，胡继伟，等.不同混合酸消解样品对电感耦合等离子体原子发射光谱法测定土壤中重金属含量的影响[J].理化检验，2011(47)：951-954.

[3]阮善菊，茆翠萍.土壤分析中金属元素的消解方法[J].环境监测管理与技术，2000，12(4):35-35.

[4]滑小赞，霍晓兰，程滨，等.王水水浴消解法测定土壤中Cu、Zn、Pb、Ni的方法[J].山西农业科学，2014,42(9)：960-962,970

[5]刘诗成，李巨峰，郭绪强，等.土壤中重金属检测样品前处理技术现状分析[J].油气田环境保护，2012,22(4):61-64.

[6]中国环境监测总站.土壤元素的近代分析方法(1版)[M].北京:中国环境科学出版社,1992：64-69.

[7]Mustafa Tuzen. Determination of heavy metals in soil, mushroom and plant samples by atomic absorption spectrometry[J]. Microchemical Journal,2003,74(3):289-297.

[8]杨艳芳，刘凤芝，蔡彦明.土壤样品的王水回流消解重金属测定方法的研究[J].监测分析，2005(4)：44-45.

A Comparative Study on the Determination of Beryllium in Soils by Digestion with Different Acid Mixtures

HUANG Hui-min， HU Fang， YU Ying， HOU Yu-lan

(Changsha Environmental Monitoring Centre Station, Changsha Hunan 410001 ,China)

Two different acid mixtures HCl-HNO3-HF-HCLO4and aqua regia were tested for digestion of soil samples as well as their effects on the ICP-AES determination of contents of beryllium. It was found that high accuracy and precision of analytical results were obtained by either of the two digesting methods. The determination of beryllium in soils by digestion of aqua regia demonstrated important application value due to its limited use of chemical reagents without extremely poisonous and corrosive reagents.

Beryllium; ICP-AES; digesting methods; compare; soil

2017-03-21

黄慧敏(1987-)，女，汉族，河南省周口市人，研究生，硕士，中级工程师，主要从事水质、大气、土壤中金属元素的分析等技术工作。

X83

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1673-9655(2017)05-0074-03